Популярные услуги

Все письменные КМ под ключ за 7 суток! (КМ-1 + КМ-2 + КМ-3 + КМ-4 + КМ-5)
Все 4 контрольные точки за 7 суток
Оба семинара по программированию под ключ! КМ-2. Разработка циклических алгоритмов + КМ-3. Функции и многофайловые программы в Си
КМ-3. Основы J⁣a⁣v⁣a⁣S⁣c⁣r⁣i⁣p⁣t - обработка событий, проверка ввода данных в форму
Сделаю ваше задание: Лабораторная работа на Pascal / Lazarus
Повышение уникальности твоей работе
Одно любое задание в mYsql
Все письменные КМ под ключ за 3 суток! (КМ-6 + КМ-7 + КМ-8 + КМ-9 + КМ-10)
Любой реферат по информатике
КМ-6. Передача параметров между сценариями (скриптами) PHP. Отправка данных на сервер с помощью форм. - Выполню за вас.

Лекция 7

2021-03-09СтудИзба

Лекция 7 по СИИ

1.3 Извлечение знаний и обучение

Модуль извлечения знаний в составе экспертной системы не являет­ся обязательным компонентом. СИИ должна обеспечивать функцию ввода и обновление знаний. Эта функция либо реализуется в направ­лении "эксперт ® система", либо СИИ извлекает новые знания из тех, которые уже содержатся в базе знаний. Последняя возможность осущест­вляется на основе механизмов вывода знаний и обучения. Существую­щие сложности, связанные с формированием понятий машиной, а также отсутствием эффективных формализмов для оперирования абстракт­ными значениями. Это обстоятельство не позволяет пока вести речь о коммерчески реализованных модулях обучения (самообучения) в составе экспертных систем. Вместе с тем, поскольку проблема обозначена, практически важные результаты научных исследований следует скорее всего ожидать в областях, где СИИ работает с задачами классификации и распознавания. Остановимся на этих вопросах подробнее.

1.3.1   Извлечение знаний от многих экспертов

Извлечение знаний от экспертов ставит следующие проблемы:

(1)  в какой форме осуществляется диалог с экспертами?

(2)  как обрабатывать информацию, представленную экспертами?

Первая проблема состоит в том, что СИИ "не имеет представлений" о том, что она призвана решать. Иначе говоря, она либо ведет один и тот же сценарий диалога, либо вообще является пассивной стороной, пред­ставляя эксперту набор директив редактора базы знаний. Однако, даже и в этом последнем случае встает проблема, чтобы введенная экспертом информация:

(а1) была непротиворечивой;

Рекомендуемые материалы

(а2) не нарушала целостность существующей базы знаний;

(а3) не была "пустой" или избыточной.

Таким образом, обеспечение требований (а1 - а3) является важней­шей функцией модуля извлечения знаний и обучения.

Рассмотрим, как осуществляется обработка экспертной инфор­мации на примере системы диагностирования. Предположим, эксперты оценивают некоторый диагноз (гипотезу), указывая оценки правдо­подобности (коэффициенты уверенности - КУ) этой гипотезы. Таким образом, каждый эксперт формирует пару (Н, КУi), где Н - некоторая гипотеза. Если обозначить через a1, a2, ..., an - степени компетентности экспертов (веса), то результирующее значение КУ* для гипотезы Н полагаем равным:

                                   (1.36)

При отсутствии информации о компетентности экспертов можно положить ai = 1 .

Для оценки статистической значимости найденного значения КУ* находят дисперсию

                             (1.37)

и далее, задавшись вероятностью ошибки Рош, определяют вероятность (1 - Рош), с которой случайная величина попадает в интервал

[КУ* - D; КУ* + D],                                     (1.38)

где  и t - коэффициент Стьюдента, устанавливаемый из таб­лиц по значению Рош и n.

Другой важной задачей при экспертизе является ранжирование продукций с учетом их важности. Очевидно, что от того, насколько точ­но ранжированы правила, определяется эффективность стратегии вывода.

В результате процедуры ранжирования строится следующая табли­ца (табл. 1.4)

Таблица 1.4.

Эксперты

Продукция

1

2

m

1

r11

r12

r1m

2

r21

r22

r2m

.

.

.

n

.

.

.

rn1

.

.

.

rn2

.

.

.

rnm

рангов

r1

r2

r

В нижней строке табл. 1.4 записываются суммы рангов, получен­ные каждой продукцией (чем больше сумма, тем продукция важнее). Ре­зультирующее упорядочение продукций осуществляется согласно оцен­кам ri.

Статистическая согласованность (значимость) ранжирования про­веряется для случая отсутствия равных рангов в ранжировке каждого эксперта, на основании коэффициента конкордации (согласованности) W:

                        (1.39)

В случае нестрогого ранжирования (при наличии равных рангов) используется формула:

                   (1.40)

где k - число групп равных рангов, введенных i-м экспертом;

t - число одинаковых элементов в j-ой группе i-го эксперта.

Пусть значение W найдено. Вычисляется величина n(m - 1)W, для которой задаются вероятностью ошибки Рош. Согласно c2 - распреде­ления с (m - 1) степенью свободы для Рош находят табличное значение Wтаб. Если найденное значение W³Wтаб, то W считается статистичес­ки значимой.

Другой вариант извлечения знаний, связан с ответом системы на запросы пользователя. При этом вопрос интерпре­тируется как теорема, которая подлежит доказательству, а нахождение ответа на вопрос ищется на основании метода доказательства теорем. В рамках этой концепции построена система логического пропсам- минования Пролог, рассматриваемая позднее. В качестве иллюстрации рассмотрим следующий Пролог - подобный пример.

Здоровое_тело (Y) ® Здоровый_дух (Y).

Спортсмен (Х) & Ведет_здоровый_образ_жизни (Х) ® Здоровое_тело (Х).

Здоровый_дух (Z) ® Подходящий_партнер (Z).

Спортсмен (Сидоров).

Спортсмен (Иванов).

Спортсмен (Петров).

Здоровое_тело (Федоров).

Ведет_здоровый_образ_жизни (Петров).

Ведет_здоровый_образ_жизни (Сергеев).

Зададим вопрос системе в форме

? - Подходящий партнер (Т).

Для того, чтобы ответить на этот вопрос, система должна по­строить дедуктивную цепочку с чаключением в виде теоремы-вопроса. Не приводя способа построения этой цепочки, укажем ее Симу (одну ич подходящих цепочек):

Спортсмен (Петров) ® Ведет_здоровый_образ_жизни (Петров) ® Здоровое_тело (Петров) ® Здоровый_дух (Петров) ® Подходящий партнер (Петров).

Следовательно, ответом на вопрос является Т = Петров.

1.3.2  Проблема непротиворечивости формализованной базы знаний

При добавлении информации от экспертов в базу знаний, необхо­димо обеспечить непротиворечивость базы знаний. Непротиворечивость означает, что в базе знаний не выводимы никакие два факта (формулы) вида а и  (из которых один отрицает другой). Проблема непротиво­речивости не является тотальной, т.е. вполне допустимы противо­речивые системы, однако, нужно иметь в виду следующее.

Во-первых, практически многие хорошо разработанные теории вы­вода работают с непротиворечивыми системами формул. Действитель­но, если система противоречива, то в ней выводимо все что угодно! Это обстоятельство практически лишает смысла само понятие вывода в противоречивой системе. В такой системе, следовательно, вывод заменяется иными механизмами (например, механизмами классификации - распознавания и принятия решений).

Во-вторых, сам характер задачи, стоящей перед СИИ, не допускает противоречивого толкования знаний (например, заключения : "паци­ента нужно немедленно прооперировать" и : "пациента не нужно не­медленно оперировать" таковы, что неясность в смысле их выбора мо­жет стоить жизни человеку. (Такова, к примеру, фабула романа А. Хейли "Окончательный диагноз").

В формальных логических системах первого порядка противоре­чивость эквивалентна выводимости в системе пустой формулы (интер­претируемой как ложь).

Неизбыточность. Требование незбыточности означает, что в базе знаний хранятся лишь независимые друг от друга знания. Формула  зависима от формул x1, x2, ..., xk, если  выводима из x1, x2, ..., xk в силу правил вывода. Неизбыточность знаний не является императивным требованием. Фактически, избыточность имеет сильный положительный момент, который заключается в следующем.

Пусть СИИ в результате доказательства цели построила цепочку

Пi1, Пi2, Пi3, ..., Пi n-1

C0 ® C1 ® C2 ® ... ® Cn,

где Сk - k-ый контекст вывода (k-ое состояние трассы вывода);

       Пij - правило вывода (продукция), применяемое к контексту Сj-1.

Это позволяет ввести в базу знаний новую продукцию

,

где  является выводом по образцу из С0 и Сi1 (Ci1 - условная часть продукции Пi1 ),

П* = <Пi1, Пi2, ..., Пi n-1> - представляет последовательную цепоч­ку операционных частей продукций Пi1, Пi2, ..., Пi n-1.

Добавление продукции  в базу знаний при следующем ре­шении задачи     <, Cn - ?> избавит от необходимости строить план ре­шения задачи снова, т.е. приводит к увеличению быстродействия СИИ. Рассмотрим, как определяется зависимость формул в логике высказывании, являющейся тон частью логики предикатов, которая позволяет формализовать фактуальные знания (т.е. знания, представленные сово­купностью фактов). Итак, пусть требуется установить выводимость пропозициональной формулы G, представленной в виде

G = g1 Ú g2 Ú g3 Ú ... Ú gm,                                 (1.41)

где gi - формулы (гипотезы), взятые с отрицанием или без него, из формулы F произвольного вида, т.е. доказать справедливость:

F ® g1 Ú g2 Ú g3 Ú ... Ú gm,                               (1.42)

Суть предлагаемого метода заключается в последовательном ум­ножении обеих частей (1.42) на , . Например, в порядке возрас­тания индекса i, пока не будет получена одна из следующих ситуаций:

(a1) F* ® ð

(a2) F* ® F* (ð ® ð или F* ® 1)

(a3) ð ® F*,

где ð - символ пустой формулы, ð = х &  ;

      F - непустая формула формальной системы.

Тогда справедливы следующие заключения:

Ситуация (а1) означает невыводимость G из F (G не находится в отношении логического следствия из F);

Ситуация (а2 и а3) означает, что G логически следует из F, 1 = х Ú .

Таким образом, для доказательства произвольной формулы F ® G, ее необходимо привести к виду (1.42) и выполнить описанную процедуру, доказательство которой здесь опускается.

Пример. Пусть даны формулы

f1 = a ® b&c&,

f2 = b ® &f,

f3 = c Ú  ® x Ú y.

Покажем, что имеет место

a&f1&f2&f3 ® x.

Умножим обе части на х:

® ð.

Заменим (p ® q) на :

® ð.

Откуда, раскрывая скобки, имеем

ð ® ð,

что устанавливает доказываемое соотношение.

Обратите внимание на лекцию "15. Антропологическая квалификация народов мира".

С другой стороны, отношение

a&f1&f2&f3 ® y

невыводимо, поскольку имеет место:

® ð.

Или        ð.

Итак, проблема избыточности решается с помощью механизма вы­вода.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5076
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее